專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，特別是涉及功率器件等用于大功率用途的 高耐壓元件的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
功率器件在為了驅(qū)動和控制大功率而在家用電器和車載用途等方 面得到廣泛應(yīng)用。在該功率器件中，有進行開關(guān)工作的大輸出的功率晶體管。作為該功率晶體管，除了功率MOSFET (絕緣柵型場效應(yīng)晶體 管)、功率雙極晶體管外，還有利用電導(dǎo)率調(diào)制的MOSFET即IGBT(絕 緣柵型雙極晶體管)。該IGBT與MOSFET同樣地，具有輸入阻抗高并 且與雙極晶體管同樣地可降低導(dǎo)通電阻的特征。作為IGBT的元件結(jié)構(gòu)，有縱型結(jié)構(gòu)和橫型結(jié)構(gòu)。在縱型結(jié)構(gòu)的 IGBT中，發(fā)射極電極和柵電極與集電極電極對元件的基板區(qū)域被相向 地配置。在橫型結(jié)構(gòu)的IGBT中，發(fā)射極電極、集電極電極和柵電極被 配置在元件的同一表面?zhèn)取Ｒ虼?，與其它的驅(qū)動電路等的集成化容易， 近年來，在家用電器和車載用途等方面，橫型結(jié)構(gòu)的IGBT得到廣泛應(yīng) 用。該橫型IGBT的結(jié)構(gòu)例子示于文獻1 (特開平04-212464號公報)、 文獻2(特開平11-068106號公報)和文獻3(特開平02-185067號公報)。在文獻l所示的結(jié)構(gòu)中，與p-型基板表面相接，形成n-漂移(drift) 層。n-漂移層是外延層。在n-漂移層的表面上，形成n型緩沖層。在n 型緩沖層表面上以被緩沖層包圍的方式形成p+型集電區(qū)。另外，在n-漂移層表面上，遠(yuǎn)離緩沖層，形成p型基區(qū)。在p型基區(qū)表面上形成n十 型發(fā)射區(qū)。p型基區(qū)通過高濃度p+型埋層與p-基板連結(jié)。p+型埋層在p-基板內(nèi)延伸，形成得比漂移層深。發(fā)射極電極被設(shè)置成使基區(qū)與發(fā)射區(qū) 短路。在該文獻1所示的橫型IGBT中，由p+型集電區(qū)、n緩沖層、n-漂 移層、p-型基板和p+型埋層形成第lp叩雙極晶體管。另外，由集電區(qū)、 n緩沖層、n-漂移層和p型基區(qū)形成第2pnp雙極晶體管。這些第1和第2 pnp雙極晶體管被并聯(lián)耦合在一起。在文獻1中，在該橫型IGBT結(jié)構(gòu)中，以降低開關(guān)損耗和抑制閂鎖 現(xiàn)象為目的，在p-基板背面形成發(fā)射極背側(cè)電極。將該背側(cè)發(fā)射極電極 與在發(fā)射區(qū)所形成的電極短路。通過該背側(cè)發(fā)射極電極的短路，在縱 向，形成由集電區(qū)、緩沖區(qū)、n-漂移層和p-基板區(qū)構(gòu)成的窄基區(qū)雙極晶 體管。利用該窄基區(qū)雙極晶體管的高電流放大系數(shù)，降低導(dǎo)通電壓，并 且縮短關(guān)斷時間。另外，通過背側(cè)發(fā)射極電極與發(fā)射區(qū)的電極的短路， 可抑制第l和第2雙極晶體管的并聯(lián)工作。由此，使空穴電流分散為橫 向電流和縱向電流，抑制空穴電流向發(fā)射區(qū)集中，以抑制閂鎖。在文獻2 (特開平11-068106號公報)所示的橫型IGBT中，p-基板 經(jīng)進行了以高濃度摻雜的p+擴散層，與背面電極連接。在該專利文獻2 中，經(jīng)p+擴散層使p-型基板與背面電極耦合，從而延長了流經(jīng)p-型基 板的電荷載流子的壽命，也提高了電流負(fù)載能力。進而，該專利文獻2 與專利文獻l同樣地，減少了橫向電流成分，阻止了橫向寄生晶閘管的 導(dǎo)通，提高了耐閂鎖性。另外，在文獻2中，減小了該p-型基板與高濃度p+擴散層之間的 pVp+結(jié)區(qū)的濃度梯度，相應(yīng)地局部降低了電場強度。由此，阻止了起因 于空穴的垂直方向電流的雪崩現(xiàn)象發(fā)生。Field:降低了的表面場)結(jié)構(gòu)。在由擴散層形成降低了的表面場區(qū) (RESURF區(qū)；漂移層)的情況下，希望其摻雜濃度大致為1E12/cm2。 其公布了在這樣的條件下，通過向陽極端子(集電極端子)施加正的 電壓，對漂移層與基區(qū)之間的pn結(jié)和漂移層與p-基板之間的結(jié)部進行 反向偏置，耗盡層擴展到整個n-型漂移層。另外，還記述了關(guān)于緩沖 層的功能，通過將緩沖層的雜質(zhì)濃度提高到比n-漂移層高，耗盡層即可 從RESURF區(qū)(n-漂移層)擴展到陽極區(qū)(集電區(qū))，從而可防止穿通 發(fā)生。在文獻3 (特開平02-185067號公報)所示的IGBT中，在p型陽極 區(qū)(集電區(qū))下部的p-型基板表面(漂移層底部)設(shè)置絕緣層。在基區(qū) 下部不設(shè)置絕緣層，p型基區(qū)經(jīng)n-漂移層與p型基板耦合。在該文獻3中，從該陽極區(qū)(集電區(qū))在導(dǎo)通時所注入的空穴向基 板方向的分流被絕緣膜阻止，使之經(jīng)漂移層向基區(qū)傳遞。由此，使電導(dǎo)率調(diào)制效應(yīng)得到充分發(fā)揮，降低了導(dǎo)通電阻，從而降低了導(dǎo)通電壓。另外，在基區(qū)的下部，由于未形成絕緣膜，所以在該基區(qū)下部，經(jīng) 基板區(qū)吸收空穴。由此，可防止從集電區(qū)所傳送的空穴電流從基區(qū)全部 流入陰極區(qū)(發(fā)射區(qū))，防止發(fā)生閂鎖。為了改善RESURF結(jié)構(gòu)的耐壓，關(guān)于根據(jù)水平方向電場和垂直方向 電場的分布的漂移層的深度與漂移層的長度的關(guān)系的考察示于文獻4 (美國專利第4292642號)。在文獻4中，在低濃度基區(qū)下部，形成低濃度的導(dǎo)電類型不同的漂 移區(qū)。在低濃度基區(qū)和基板區(qū)的外圍部，遠(yuǎn)離基區(qū)設(shè)置高濃度的隔離 區(qū)。在使耗盡層從低濃度基區(qū)及其外圍的高濃度隔離區(qū)擴展到下側(cè)的低 濃度漂移區(qū)，使低濃度漂移區(qū)完全耗盡的情況下，示出了元件的耐壓由 水平方向的低濃度基區(qū)與低濃度漂移層之間的pn結(jié)決定。特別是，文 獻4示出了，通過降低低濃度的基區(qū)和低濃度漂移區(qū)的雜質(zhì)濃度，可提 高耐壓。即，文獻4示出了，在經(jīng)過選擇以便延長表面的高濃度隔離區(qū)與高濃度基區(qū)之間的距離，減小低濃度基區(qū)的膜厚和雜質(zhì)濃度的情況 下，內(nèi)部的PN結(jié)中的電場強度的最大值比表面處的電場強度高，絕緣 破壞在該內(nèi)部的水平方向的PN結(jié)處發(fā)生。特別是，在該文獻4中公布 了，通過使沿低濃度基極層表面的電場強度對稱，可減小表面處的最大 電場強度，另外，依據(jù)計算公式，算出上述RESURF結(jié)構(gòu)中的因完全耗 盡造成的用于提高耐壓的各區(qū)的雜質(zhì)濃度。如上所述，在橫型IGBT中，為了得到高耐壓， 一般采用RESURF 結(jié)構(gòu)。在RESURF結(jié)構(gòu)的IGBT的關(guān)斷狀態(tài)下，設(shè)定為對集電極電極施 加正的偏置，對n-型漂移層與p-型基板之間的PN結(jié)進行反向偏置的狀 態(tài)。在這種條件下，n型漂移層遍及整個區(qū)域皆已耗盡。在理想情況下， 如上述的專利文獻4所示，n型漂移層的表面電場為恒定。所謂n-漂移層完全被耗盡，換言之，是以n-漂移層完全耗盡而集電 極電極正下方的pn結(jié)未達到雪崩為前提。另外，如上述文獻4的圖12 所示，在該n-漂移層容易過度耗盡的情況下，在來自下側(cè)的漂移層與基 板區(qū)之間的pn結(jié)的耗盡層擴展前，由于耗盡層沿表面擴展并到達集電 極電極，所以該集電極電極側(cè)的表面電場上升，導(dǎo)致耐壓降低。因此， 如上所述，在該漂移層的每單位面積的雜質(zhì)總量中，存在稱之為RESURF 條件的最佳值。該RESURF條件為1E12/cm2。另一方面，集電極電極正下方的垂直方向的電場大致為按一維突變結(jié)(one-dimensional step junction)近^f以的三角開j電場。此時，集電極電 極下部的口+/11/11-*-結(jié)的擊穿電壓可像上述專利文獻4中所示那樣算 出。該p-基板層的厚度t以往被設(shè)定為400pm左右。這是因為p-基板的 400pm的厚度相對于集電極電極正下方的耗盡層的延伸(約100pm)足夠長的緣故。由此，可避免耗盡層到達在基板背面所形成的背側(cè)電極(發(fā) 射極電極)而發(fā)生穿通的危險性。另外， 一般來說，由于是按照半導(dǎo)體 器件的機械強度和通常的集成電路芯片的一般的基板厚度制造的，所以 被設(shè)定為這樣的厚度。然而，通過發(fā)明人最近的分析已判明，對于未曾考慮以往耗盡層在 縱向的延伸以外的p-型基板層的膜厚t，存在最佳的范圍，在偏離該最 佳范圍的情況下，在電學(xué)特性方面會發(fā)生各種問題。即，在橫型IGBT的導(dǎo)通狀態(tài)下，因發(fā)射極-集電極間有少數(shù)載流子 注入致使電導(dǎo)率發(fā)生調(diào)制，大部分電流流過發(fā)射極電極與集電極電極之 間。此時， 一部分電流從集電區(qū)經(jīng)漂移層和基板區(qū)流向背面電極。關(guān)于 流過該縱向的垂直雙極晶體管工作分量，在p-型基板的膜厚t增厚的情 況下，少數(shù)載流子注入?yún)^(qū)變寬，電導(dǎo)率調(diào)制所影響的范圍在p-型基板的 厚度方向擴展。然而，此時，基板區(qū)的電阻因p-型基板的膜厚t的厚度 而增大，垂直雙極晶體管工作分量降低。此時，導(dǎo)通電流隨膜厚t增厚 而稍有減少。另一方面，在p-型基板的膜厚t過薄的情況下，從集電極電極流到 背面電極的電流分量過分增大。因此，從集電極電極向發(fā)射極電極的少 數(shù)載流子所引起的電導(dǎo)率調(diào)制受到阻礙，導(dǎo)通電流急劇降低。另外，在橫型IGBT的關(guān)斷過程中，柵電極電壓被設(shè)定為0V,隔著 該柵電極下部的絕緣膜而形成的溝道的電子電流消失(不再形成溝 道)。其后，電流分量的大部分是從集電區(qū)注入的空穴電流。在該狀態(tài) 下，在p-型基板的膜厚t厚的情況下，對于空穴電流，沿表面直接流向 發(fā)射極電極的電流分量起支配性作用。此時，空穴電流的流動距離長， 其電阻值增高，因電壓降致使集電極電壓上升，關(guān)斷時間變長，從而關(guān) 斷損耗增大。進而，還由于流入發(fā)射極電極的電流起支配性作用，因基區(qū)中的電壓降，基極-發(fā)射極間處于正向偏置，從寄生雙極晶體管工作到晶閘管工 作容易發(fā)生閂鎖現(xiàn)象。相應(yīng)地，發(fā)生最大可控制電流降低的問題。耐壓特性與基板膜厚的關(guān)系即使在橫型二極管中也會發(fā)生同樣的 問題。根據(jù)在陰極區(qū)正下方擴展的耗盡層的深度與基板膜厚的關(guān)系，在 基板厚的情況下，發(fā)生關(guān)斷損耗的增大和導(dǎo)通電流的降低的問題。在文獻1中，通過使在基板背面所形成的電極與發(fā)射極電極短路， 避免了電流向發(fā)射極電極的集中，抑制了閂鎖現(xiàn)象的發(fā)生。然而，在該專利文獻1中，雖然公布了具有RESURF結(jié)構(gòu)的IGBT,但并未考慮該 基板區(qū)的膜厚與關(guān)斷損耗和耐壓的關(guān)系。在文獻2中，在低濃度p型外延層，通過雜質(zhì)擴散形成高濃度擴散 區(qū)，在基板區(qū)設(shè)置雜質(zhì)濃度梯度。在利用該結(jié)構(gòu)抑制雪崩擊穿的同時， 還延長了載流子壽命，提高了電流負(fù)載能力。然而，在文獻2中，雖然 公布了 RESURF條件，但并未考察基板區(qū)的膜厚與耐壓的關(guān)系以及與關(guān) 斷損耗的關(guān)系。在文獻3中，為了抑制閂鎖，在集電區(qū)下部設(shè)置絕緣層，在集電區(qū) 附近抑制縱向空穴電流流動，以改善少數(shù)載流子注入效率，改善電導(dǎo)率 調(diào)制效應(yīng)。然而，在該文獻3中，雖然也^^布了 p型陽極區(qū)(集電區(qū))與p型基區(qū)之間的水平距離和在下層所形成的埋入絕緣膜的長度，但并 未考察下部的基板的膜厚與耐壓或關(guān)斷損耗的關(guān)系。在文獻4所示的結(jié)構(gòu)中，公布了橫向的高濃度區(qū)(隔離區(qū))與基區(qū) 之間的距離比從隔離區(qū)界面的pn結(jié)擴展的耗盡層的長度長，并且與考 察漂移層的雜質(zhì)濃度一道也考察了漂移層的膜厚。然而，在該文獻4中， 并未考察下部的p-型基板區(qū)的膜厚與關(guān)斷損耗和耐壓的關(guān)系。只是記述 了垂直方向的電場強度的最大值比水平方向的表面電場的最大值高。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種不增加制造工序而能維持耐壓特性、 同時降低關(guān)斷損耗并且抑制閂鎖的半導(dǎo)體器件。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件，簡要言之，就是在低濃度漂移層表面互相分 '離配置的雜質(zhì)區(qū)之間的沿低濃度漂移層表面的長度L與漂移層下部的基 板區(qū)的膜厚t的關(guān)系被設(shè)定為L^ t^2丄。即，本發(fā)明的第1方面的半導(dǎo)體器件包括第1導(dǎo)電類型的第1半導(dǎo)體基板；第1導(dǎo)電類型的第1半導(dǎo)體區(qū)，在第1半導(dǎo)體基板的第1主 面上側(cè)形成；第1導(dǎo)電類型的第2半導(dǎo)體區(qū)，在第1半導(dǎo)體基板的第1 主面上側(cè)并遠(yuǎn)離第1半導(dǎo)體區(qū)形成；第2導(dǎo)電類型的第3半導(dǎo)體區(qū)，在 第1半導(dǎo)體基板的第1主面?zhèn)戎辽僭诘?半導(dǎo)體區(qū)與第2半導(dǎo)體區(qū)之間 的區(qū)域形成；第2導(dǎo)電類型的第4半導(dǎo)體區(qū)，在第2半導(dǎo)體區(qū)的表面上 在第2半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)形成；第2導(dǎo)電類型的第5半導(dǎo)體區(qū)，以與第l半導(dǎo) 體基板相接，比第1、第2和第3半導(dǎo)體區(qū)深，并且包圍第2和第3半 導(dǎo)體區(qū)的方式形成，而且以與第2半導(dǎo)體區(qū)的至少一部分相接，包圍第 2半導(dǎo)體區(qū)的方式形成；第1電極，與第1半導(dǎo)體區(qū)電連接；第2電極， 與第2和第4半導(dǎo)體區(qū)電連接；導(dǎo)電層，在第4半導(dǎo)體區(qū)與第5半導(dǎo)體 區(qū)之間的第2半導(dǎo)體區(qū)上隔著絕緣膜形成；以及第4電極，與第l半導(dǎo) 體基板電耦合。從第3半導(dǎo)體區(qū)正下方的第5半導(dǎo)體區(qū)與第1半導(dǎo)體基 板之間的結(jié)界面至第1半導(dǎo)體基板的第2主面的距離t跟第2與第3半 導(dǎo)體區(qū)之間的距離L滿足L ^ t ^ 2'L的關(guān)系。本發(fā)明的第2方面的半導(dǎo)體器件包括第1導(dǎo)電類型的第1半導(dǎo)體 基板；第2導(dǎo)電類型的第1半導(dǎo)體區(qū)，在第1半導(dǎo)體基板的第1主面上 側(cè)形成；第1導(dǎo)電類型的第2半導(dǎo)體區(qū)，在第1半導(dǎo)體基板的第1主面 上側(cè)并遠(yuǎn)離第1半導(dǎo)體區(qū)形成；第2導(dǎo)電類型的第3半導(dǎo)體區(qū)，以與第 1半導(dǎo)體基板相接，比第1半導(dǎo)體區(qū)深，并且包圍第1半導(dǎo)體區(qū)的方式 形成，而且以與第2半導(dǎo)體區(qū)的至少一部分相接，包圍第2半導(dǎo)體區(qū)的 方式形成；第1電極，與第l半導(dǎo)體區(qū)電連接；第2電極，與第2半導(dǎo) 體區(qū)電連接；以及第3電極，經(jīng)第1半導(dǎo)體基板第2主面，與第l半導(dǎo) 體基板電耦合。從第1半導(dǎo)體區(qū)正下方的第3半導(dǎo)體區(qū)與第1半導(dǎo)體基 板之間的結(jié)界面至第1半導(dǎo)體基板的第2主面的距離t跟第1與第2半 導(dǎo)體區(qū)之間的距離L滿足L ^ t ^ 2' L的關(guān)系。在滿足RESURF條件的情況下，如漂移層的厚度為1/2倍，則其雜 質(zhì)濃度必須為2倍。關(guān)于耗盡層在垂直方向變得最長的條件，要求考慮 進入第1半導(dǎo)體基板內(nèi)的耗盡層的長度(深度)。在降低第1半導(dǎo)體基 板的雜質(zhì)濃度的情況下，可抑制耗盡層從第1半導(dǎo)體區(qū)的延伸。然而， 在使半導(dǎo)體基板的雜質(zhì)濃度降低的情況下，用于調(diào)整雜質(zhì)濃度的額外的 制造工序成為必要，從而基板成本上升。因此，通過應(yīng)盡可能增高半導(dǎo) 體基板的雜質(zhì)濃度、減少半導(dǎo)體基板的膜厚，以改善元件特性。區(qū)的表面方向的長度L與半導(dǎo)體基板的膜厚t之間的關(guān)系在1倍至2倍 的情況下，通過減薄半導(dǎo)體基板的膜厚，可從背面電極釋放關(guān)斷時的空 穴電流，可降低關(guān)斷損耗。此外，在關(guān)斷時，可減少沿表面方向流過的 空穴電流，可減弱閂鎖。另外，由于RESURF結(jié)構(gòu)，可由垂直方向電場 強度設(shè)定絕緣破壞電壓，可抑制耐壓降低。本發(fā)明的上述和其它的目的、特征、方面和優(yōu)點可從結(jié)合附圖而得 到理解的涉及本發(fā)明的下面的詳細(xì)說明中變得清楚。


圖1是概略地表示本發(fā)明的實施方式1的半導(dǎo)體器件的平面布局的圖。圖2是概略地表示圖1所示的沿著F2-F2的剖面結(jié)構(gòu)的圖。 圖3是表示圖1和圖2所示的半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通電流與基板膜厚的 關(guān)系的圖。圖4是表示本發(fā)明的實施方式1的半導(dǎo)體器件關(guān)斷時的集電極電壓 /電流與基板膜厚的關(guān)系的圖。圖5是概略地表示本發(fā)明的實施方式1的變更例1的半導(dǎo)體器件的 剖面結(jié)構(gòu)的圖。圖6是概略地表示本發(fā)明的實施方式1的變更例2的半導(dǎo)體器件的 剖面結(jié)構(gòu)的圖。.....日，圖8是概略地表示本發(fā)明的實施方式3的半導(dǎo)體器件的剖面結(jié)構(gòu)的圖。圖9是概略地表示本發(fā)明的實施方式3的變更例1的半導(dǎo)體器件的 剖面結(jié)構(gòu)的圖。圖10是概略地表示本發(fā)明的實施方式4的半導(dǎo)體器件的平面布局的圖。圖ll是概略地表示圖lO所示的沿著線Fll-Fll的剖面結(jié)構(gòu)的圖。 圖12是表示本發(fā)明的實施方式4的半導(dǎo)體器件的基板膜厚與導(dǎo)通 電流(正向偏置電流)的關(guān)系的圖。圖13是表示本發(fā)明的實施方式4的半導(dǎo)體器件關(guān)斷時的反向恢復(fù) 特性與基板膜厚的關(guān)系的圖。圖14是概略地表示本發(fā)明的實施方式5的半導(dǎo)體器件的剖面結(jié)構(gòu) 的圖。圖15是概略地表示本發(fā)明的實施方式5的半導(dǎo)體器件的變更例的 剖面結(jié)構(gòu)的圖。
具體實施方式
[實施方式l]圖1是概略地表示本發(fā)明的實施方式1的半導(dǎo)體器件的平面布局的 圖。在圖l中，示出了雜質(zhì)區(qū)的配置，為了簡化圖面，未示出電極。在圖1中，包含在中央部所形成的p型(第l導(dǎo)電類型)集電極 層(第1半導(dǎo)體區(qū))1和以包圍該集電極層1的方式形成的n型(第2 導(dǎo)電類型)緩沖層(第3半導(dǎo)體區(qū))2。在圖1中，該n型緩沖層2在 平面布局中以包圍p型集電極層1的方式形成為環(huán)狀。在該n型緩沖層2的外部，與n型緩沖層2相接，形成低濃度n型 漂移層(第5半導(dǎo)體區(qū))3。在該平面布局中，示出了 n型漂移層3被 形成為環(huán)狀，但在該半導(dǎo)體器件內(nèi)，卻是在整個區(qū)域內(nèi)被形成。在該n型緩沖層3的外部，以包圍p型集電極層1和n型緩沖層2 的方式形成p型基極層(第2半導(dǎo)體區(qū))5。在該p型基極層5內(nèi)，形 成n型發(fā)射極層(第4半導(dǎo)體區(qū))4。在n型發(fā)射極層4與n型漂移層3 之間，配置由未圖示的柵電極(導(dǎo)電層)形成反型層的溝道形成區(qū)8。 設(shè)置配置了發(fā)射極電極(第2電極)的接觸區(qū)6，使之與n型發(fā)射極層4 和p型基極層5這兩者相接。通過用在接觸區(qū)6所設(shè)置的電極將基極層 和發(fā)射極層這兩者短路，可防止晶閘管工作。在p型集電極層l的外圍 所形成的n型緩沖層2在吸收從p型集電極層1所發(fā)射的少數(shù)載流子的 同時，可防止耗盡層到達集電極層1而發(fā)生穿通。溝道形成區(qū)8以遠(yuǎn)離并包圍集電極層1的方式形成，以確保足夠大 小的溝道寬度，驅(qū)動大電流。該圖1所示的半導(dǎo)體器件是橫型IGBT。以圖1所示的半導(dǎo)體器件 為l個單元，設(shè)置多個單元，通過使這些單元并聯(lián)工作，可實現(xiàn)控制大 功率的高耐壓功率器件。在圖1中，半導(dǎo)體器件被形成為圓形。然而，該半導(dǎo)體器件也可像 運動場的跑道那樣，形成為具有直線部分和圓弧部分的跑道形。圖2是概略地表示圖1所示的沿著線F2-F2的剖面結(jié)構(gòu)的圖。在圖 2中，在p型半導(dǎo)體基板(第1半導(dǎo)體基板)10的第1主面上，形成n 型漂移層3。在該n型漂移層3的表面上，形成n型緩沖層2。該n型 緩沖層2具有阱結(jié)構(gòu)，其深度比n型漂移層3淺。在該n型緩沖層2表 面上，以被n型緩沖層2包圍的方式形成高濃度p型集電極層1。與p十 型集電極層1的表面相接，形成集電極電極(第1電極)ll(被電連接)。在n型漂移層3表面上，還由p型阱形成p型基極層5。在該p型 基極層5表面上，以被基極層5包圍的方式形成n型發(fā)射極層4。與p 型基極層5和n型發(fā)射極層4兩者相接，形成發(fā)射極電極(第2電極) 12(被電連接)。該發(fā)射極電極12在圖1所示的集電區(qū)6內(nèi)形成，將 發(fā)射極層4和p型基極層5進行電短路。在該n型發(fā)射極層4與n型漂移層3之間的p型基極層5表面上， 隔著未圖示的柵絕緣膜形成柵電極(導(dǎo)電層)13。在該柵電極13正下 方的p型基極層5表面上，配置溝道形成區(qū)8。與p型半導(dǎo)體基板10的背面(第2主表面)相接，設(shè)置背側(cè)電極 14 (被電連接)。該背側(cè)電極14通常與發(fā)射極電極12電短路。在該圖2所示的半導(dǎo)體器件中，在導(dǎo)通工作時，以發(fā)射極電極l2 的電壓為基準(zhǔn)電壓，向柵電極13施加正的電壓。通過對柵電極13施加 正的偏置電壓，在溝道形成區(qū)8中形成反型層，n型發(fā)射極層4與n型 漂移層3被電連接。相應(yīng)地，電子電流從n型發(fā)射極層4流到n型漂移 層3。該電子電流一經(jīng)到達n型緩沖層2并被蓄積于此，則在n型集電 極層1與n型緩沖層2之間的pn結(jié)導(dǎo)通，空穴電流從p型集電極層1 流入n型漂移層3。借助于該空穴電流，在n型漂移層3中發(fā)生電導(dǎo)率 調(diào)制，降低了溝道電阻，有更多的電子電流流過。在該導(dǎo)通時，由p型集電極層l、 n型緩沖層2、 n型漂移層3和p 型基板10形成縱型p叩雙極晶體管，從集電極層1所注入的空穴的一 部分經(jīng)p型半導(dǎo)體基板10和背側(cè)電極14而被發(fā)射。由此，可降低注入 基極層5的空穴電流量，防止p型基極層5和n型發(fā)射極層4中的pn 結(jié)導(dǎo)通，相應(yīng)地，可防止大量電子電流從n型發(fā)射極層4向p型基極層 5流過而發(fā)生閂鎖。在關(guān)斷工作時，向柵電極13施加0V,在溝道形成區(qū)8使反型層消 失，從而切斷電子電流的路徑。在該關(guān)斷時，蓄積在n型漂移層3和p 型半導(dǎo)體基板10內(nèi)的空穴電流被發(fā)射，其后，該半導(dǎo)體器件成為關(guān)斷 狀態(tài)。在該半導(dǎo)體器件，即橫型IGBT中，為了得到高耐壓，應(yīng)用降低了 的表面場結(jié)構(gòu)(RESURF結(jié)構(gòu))。在該RESURF結(jié)構(gòu)的情況下，在關(guān)斷 狀態(tài)，n型漂移層3完全被耗盡。在關(guān)斷狀態(tài)時，對集電極電極ll施加 正的偏置電壓。在理想狀態(tài)下，在n型漂移層3完全被耗盡的情況下， 該n型漂移層3的表面電場為恒定的電場Ecrs。像用p型基極層5中的耗盡層端DLa、 n型緩沖層2中的耗盡層端 DBb和p型基板10中的耗盡層端DLc所示那樣，耗盡層也在p型半導(dǎo) 體基板10內(nèi)延伸。在該p型半導(dǎo)體基板10中，耗盡層端DLc在集電極 層1下部變深，向p型基極層5下部變淺。 一般來說，為了防止發(fā)生穿 通，p型半導(dǎo)體基板10的膜厚t比該p型半導(dǎo)體基板10中的耗盡層DLc 的深度Lv厚。n型漂移層3與p型半導(dǎo)體基板IO處于反向偏置狀態(tài)，在n型漂移 層3與p型半導(dǎo)體基板IO之間的pn結(jié)界面處，垂直方向的電場變得最 高(在圖2中用電場Ecrv表示)。在圖2中，假定在n型漂移層3與p 型半導(dǎo)體基板IO之間的pn結(jié)為一維突變結(jié)，此時，垂直方向的電場為 三角形電場。圖3是表示p型半導(dǎo)體基板10的膜厚t與導(dǎo)通時流過的導(dǎo)通電流的 關(guān)系的圖。在圖3中，橫軸表示基板膜厚t,縱軸表示導(dǎo)通電流。Ls表 示沿著p型基極層5與n型緩沖層2之間的漂移層表面的距離。在此處， 膜厚t表示從p型半導(dǎo)體基板的緩沖層正下方的漂移層3與基板10之間 的結(jié)界面(第l主面)到基板的第2主面(背側(cè)電極)的距離。在以下 的說明中也是同樣的。如上所述，在增厚了 p型半導(dǎo)體基板10的膜厚t的情況下，空穴電 流從p型集電極層1流過的區(qū)域擴展，電導(dǎo)率調(diào)制所發(fā)生的區(qū)域在厚度 方向擴展，電子電流所流過的區(qū)域擴展。另一方面，此時，p型半導(dǎo)體 基板10的電阻值增高，由p型集電極層l、 n型緩沖層2、 n型漂移層3 和p型半導(dǎo)體基板IO形成的垂直方向p叩雙極晶體管的工作分量降低。 因此，如圖3所示，如使該p型半導(dǎo)體基板10的膜厚t增厚，則導(dǎo)通電流緩慢降低。
另一方面，在該膜厚t過薄的情況下，流到背側(cè)電極14的電流分量 過分增大，電導(dǎo)率調(diào)制受到妨害，導(dǎo)通電流急劇下降。關(guān)于P型半導(dǎo)體
基板10的膜厚t，要求滿足耗盡層端DLc達不到背側(cè)電極的條件。以下， 考察該p型基極層5與n型緩沖層2之間的距離Ls與p型半導(dǎo)體基板 10中的耗盡層的深度Lv，即從n型漂移層3與p型半導(dǎo)體基板10之間 的pn結(jié)界面到耗盡層端DLc的距離的關(guān)系。
假定對某耐壓要求滿足RESURF條件。此時，如n型漂移層3的膜 厚降低至一半，則其雜質(zhì)濃度呈2倍的關(guān)系(在RESURF條件下，漂移
層的膜厚方向的雜質(zhì)總量恒定)。因此，作為耗盡層深度增大的條件， 只要考察向p型半導(dǎo)體基板10—側(cè)延伸的耗盡層的長度Lv即可。在使
p型半導(dǎo)體基板10的雜質(zhì)濃度降低的情況下，降低了促進耗盡層從p型 基極層(擴散區(qū))5向n-漂移層3的延伸的效果。然而，關(guān)于縱向耐壓， 由于在橫型IGBT中，沒有特別的問題發(fā)生，故在某種意義上，長度Lv 可被加長而與長度Ls無關(guān)。然而，在使該p型半導(dǎo)體基板10的雜質(zhì)濃 度降低的情況下，基板成本上升。另外，在后面將要述及，在增厚了膜 厚t的情況下，由于在元件工作方面發(fā)生各種問題，故假定通過增高該 p型半導(dǎo)體基板10的雜質(zhì)濃度以抑制耗盡層的侵入深度Lv,使侵入深 度Lv減少。
如圖2所示，假定在任意的電壓下，表面?zhèn)鹊淖畲箅妶鯡crs恒定， 垂直方向的最大電場Ecrv與表面?zhèn)鹊淖畲箅妶鯡crs有相同的值，并且 其電場形狀為直角三角形。此時，由于所施加的電壓由電場E與長度L 之積給出，故下式成立<formula>formula see original document page 15</formula>
所以，<formula>formula see original document page 15</formula>( 1 )
從上式(1 )可知，p型半導(dǎo)體基板10的膜厚t無需設(shè)定為2'Ls或 其以上。
接著，考慮在表面?zhèn)冉Y(jié)界面與垂直方向的結(jié)界面處同時到達雪崩條 件的情形。
已知雪崩條件可用電場E的7次方的積分良好地進行近似，如下式 (2)所示
<formula>formula see original document page 15</formula> ... (2)A=1.8E-35
在上式(2)中，在表面?zhèn)?，假定電場E (x)為恒定值Ecrs，積分 范圍為0至Ls。關(guān)于垂直方向的電場，對用斜率為(Ecrv/Lv)的直角 三角形所示的電場以O(shè)至Lv的范圍作為x的范圍進行積分。
其結(jié)果是，對各電場Ecrs、 Ecrv和各長度Lv、 Ls,求得以下的關(guān)
系式
Ecrs<Ecrv Lv/Ls=2(2/3) ＝1.6
實際上，表面?zhèn)入妶鯡s受表面?zhèn)鹊臄U散和其它因素的影響，不取 恒定值Ecrs。因此，在將式(2)應(yīng)用到實際器件中的表面?zhèn)入妶鯡s的 情況下，該電場E (x)的形狀也變得接近于三角形電場的關(guān)系。此時， 長度Ls比理論上的長度更長，最壞的情形為Lv/Ls=l。
因此，在實際的器件中，根據(jù)各個元件的耗盡層的延伸，可將p型 半導(dǎo)體基板10的膜厚t設(shè)定在LsS-2丄s的范圍內(nèi)。接著，通過將p 型半導(dǎo)體基板10的膜厚t控制在上述范圍內(nèi)，說明橫型IGBT的各種電
學(xué)特性得到改善的情形。
參照圖3，如上所述，橫型IGBT在p型半導(dǎo)體基板10的膜厚t增
厚的情況下，由于水平方向電流的增大和垂直方向電流的減少，總體上 導(dǎo)通電流稍許減少。如膜厚t減薄，則垂直雙極晶體管的電流分量增大， 電導(dǎo)率調(diào)制受到妨害，導(dǎo)通電流急劇降低。如圖3所示，在將p型半導(dǎo) 體基板10的膜厚t設(shè)定在Ls 2'Ls的范圍內(nèi)的情況下，可包含導(dǎo)通電 流增至最大的區(qū)域，可流過大的導(dǎo)通電流。
圖4是表示橫型IGBT關(guān)斷時的集電極電流和集電極電壓與半導(dǎo)體 基板10的膜厚t的依賴關(guān)系的圖。橫軸表示時間，縱軸表示電流值/電 壓值。虛線波形表示膜厚t為2'Ls的情形的工作波形，實線表示膜厚t 為4.Ls的情形的工作波形。負(fù)載為電感性負(fù)載(L負(fù)載)。以下，參照 圖4,說明關(guān)斷時的元件特性與膜厚的關(guān)系。
在橫型IGBT的關(guān)斷過程中，柵電極13的電壓為0V (柵關(guān)斷)， 在來自溝道形成區(qū)8中的溝道的電子電流被截斷后，電流分量的大部分 是從集電極層1流入的空穴電流。在膜厚t增厚的情況下，該空穴電流 流到發(fā)射極電極12的分量成為支配性的，在垂直方向流向背側(cè)電極14 的空穴電流減少。在該狀態(tài)下，由于n型漂移層3的長度比集電極層1正下方的n型漂移層3的長度(深度)長，所以電阻值增大，因電阻上 的電壓降之故，在圖4中如用實線所示的那樣，集電極層1的電壓上升， 集電極電流在較長的期間流過，關(guān)斷損耗增大。
即，如圖4所示，從截斷對柵電極13的電壓供給的柵關(guān)斷時起， 集電極電壓上升。膜厚t為+Ls的器件與膜厚t為2丄s的器件相比，電 壓上升，空穴電流的發(fā)射變慢。因此，在膜厚t厚的情況下(=4'Ls的情 況下)，集電極電壓緩慢上升，最終，到達關(guān)斷時的偏置電壓，截斷集
電才及電《u。
另一方面，在膜厚t薄至2丄s的情況下，從集電極層發(fā)射到背側(cè)電 極14的空穴電流增大，集電極電壓的上升受到抑制。相應(yīng)地，集電極 電壓陡咱地上升到規(guī)定的偏置電壓，集電極電流按較快的定時被截斷。 具體地說，在膜厚t薄至2'Ls的情況下，關(guān)斷損耗降低至60%~70%左 右。在此處，膜厚t為4'Ls大致相當(dāng)于現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件(膜厚400pm) 的情形。通過減薄膜厚t，可使關(guān)斷損耗降低。另外，該關(guān)斷損耗的降 低在實測中也得到確認(rèn)。
另外，在基板膜厚t較小的情況下，由于經(jīng)基極層流入發(fā)射極電極 12的空穴電流減少(由于垂直方向電流分量存在)，所以寄生叩n晶體 管工作到晶閘管工作的界限上升，從而可增大最大可控制電流。移至該 晶閘管工作的界限，即發(fā)生閂鎖的臨界，表明因p型基極層5中的電壓 降，在n型發(fā)射極層4與p型基極層5之間的電子勢壘消失，電子電流 經(jīng)發(fā)射極層流到發(fā)射極電極的界限。 一旦進行該晶閘管工作，即使柵電 極的電壓為OV,也無法限制電流，大的電流持續(xù)流到發(fā)射極電極。由 此，可使最大可控制電流增加，并且，該效果也同樣地由實測得到確認(rèn)。
圖5是概略地表示本發(fā)明的實施方式1的變更例1的半導(dǎo)體器件的 剖面結(jié)構(gòu)的圖。該圖5所示的半導(dǎo)體器件在以下方面其結(jié)構(gòu)與圖2所示 的半導(dǎo)體器件不同。即，代替圖2所示的n型緩沖層2，在p型集電極 層1與p型基極層5之間，接近于p型集電極層l設(shè)置n型緩沖層(第 3半導(dǎo)體區(qū))20。該圖5所示的半導(dǎo)體器件的其它結(jié)構(gòu)與圖2所示的半 導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)相同，對于對應(yīng)的部分標(biāo)以同一參照編號，而省略其詳 細(xì)i兌明。
在圖5所示的半導(dǎo)體器件中，p型半導(dǎo)體基板10的p型集電極層1正下部的膜厚t跟p型基極層5與n型緩沖層20之間的距離Ls滿足Ls ^t^2'Ls的關(guān)系。
上述圖2所示的n型緩沖層2是為了避免耗盡層到達p型集電極層 1致使n型漂移層3與p型集電極層之間發(fā)生穿通以及為了吸收關(guān)斷時 的空穴(少數(shù)載流子)而設(shè)置的。在耗盡層尚未從p型半導(dǎo)體基板10 到達p型集電極層1,該耗盡區(qū)的端部DLb存在于p型集電極層1下部 的情況下，可將n型雜質(zhì)區(qū)(擴散區(qū))20用作緩沖層。即，利用n型雜 質(zhì)區(qū)(擴散區(qū))20,可避免耗盡層從p型基極層5到達p型集電極層1。 另外，在關(guān)斷時，來自集電極層1的空穴可被該雜質(zhì)區(qū)20吸收，并且 由于薄的基板膜厚，可發(fā)射空穴電流。因此，在該圖5所示的半導(dǎo)體器 件的結(jié)構(gòu)中，也可得到與先前圖2所示的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)同樣的效 果。
該圖5所示的半導(dǎo)體器件的n型雜質(zhì)區(qū)(擴散區(qū))20只要用雜質(zhì)注 入被形成為環(huán)狀，使得在圖1所示的平面布局中包圍p型集電極層1即可。
圖6是概略地表示本發(fā)明的實施方式1的變更例2的結(jié)構(gòu)的圖。該 圖6所示的半導(dǎo)體器件在以下方面其結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體器件不 同。即，利用對p型半導(dǎo)體基板10進行深的n型雜質(zhì)擴散，在p型半 導(dǎo)體基板10表面形成n型擴散層(第5半導(dǎo)體區(qū))22。該n型擴散層 22比n型緩沖層2深，以包圍該緩沖層2的方式形成。n型擴散層22 以其一端延伸至p型基極層5的n型發(fā)射極層4正下部的方式形成。保 證從p型集電極層1發(fā)射到n型擴散層22的空穴電流確實能注入到p 型基極層5中。p型半導(dǎo)體基板10的第1主面的一部分與p型基極層底 部相接。即，p型擴散層22以包圍p型基極層5的方式形成。p型集電 區(qū)1正下部的p型半導(dǎo)體基板區(qū)10的膜厚t滿足上述Ls ^Ls的條件。
圖6所示的半導(dǎo)體器件的其它結(jié)構(gòu)其剖面結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體
器件相同，對于對應(yīng)的部分標(biāo)以同一參照編號，而省略其詳細(xì)說明。該 圖6所示的半導(dǎo)體器件例如設(shè)置雜質(zhì)擴散層22以代替由外延生長膜所 形成的n型漂移層3。從而，圖6所示的半導(dǎo)體器件也可收到與圖2所 示的半導(dǎo)體器件同樣的作用效果。在由擴散層形成漂移層3的情況下， 要求在基極層5與緩沖層2之間完全形成耗盡層。從而，即使在該區(qū)域減小漂移層的膜厚，即使在基極層附近減小漂移層3的膜厚，由于該區(qū) 域的耗盡層比集電區(qū)正下方的耗盡層窄，故沒有特別問題發(fā)生。
在由外延層形成n型漂移層3的情況下，可準(zhǔn)確地控制其膜厚，相 應(yīng)地，可正確地滿足上述關(guān)系，可降低關(guān)斷損耗。然而，在由擴散層形 成漂移層的情況下，與形成外延層的情況相比，可降低制造成本。
再有，在該圖6所示的半導(dǎo)體器件中，如圖5所示的變更例1那樣， 在n擴散層22表面上，接近于p型集電極層1設(shè)置n型擴散層20，以 代替n型緩沖層2。
如上所述，按照本發(fā)明的實施方式1,在橫型IGBT中，將背側(cè)電 極與n型漂移層之間所形成的p型基板區(qū)的集電區(qū)正下方的膜厚設(shè)定為 基極層與緩沖層之間的距離Ls-2'Ls的值。從而，可使關(guān)斷損耗降低， 并且可使最大可控制電流增大，可實現(xiàn)在耐閂鎖性和耐壓方面優(yōu)良的橫 型IGBT。
圖7是概略地表示本發(fā)明的實施方式2的半導(dǎo)體器件的剖面結(jié)構(gòu)的 圖。該圖7所示的半導(dǎo)體器件在以下方面其結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體器 件不同。即，在p型半導(dǎo)體基板1與背側(cè)電極14之間，設(shè)置高濃度p 型半導(dǎo)體基板(第2半導(dǎo)體基板)30。該圖7所示的半導(dǎo)體器件的其它 結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)相同，對于對應(yīng)的部分標(biāo)以同一參 照編號，而省略其詳細(xì)說明。
在該圖7所示的半導(dǎo)體器件中，p型半導(dǎo)體基板10的膜厚ta被設(shè) 定為Ls 2.Ls的值。與先前的實施方式1同樣地，Ls表示沿著p型基極 層5與n型緩沖層2之間的漂移層3的表面的距離。
垂直方向的電場從n型漂移層3與p型半導(dǎo)體基板IO之間的結(jié)界 面向p型半導(dǎo)體基板10與p型半導(dǎo)體基板30之間的pVp+結(jié)依次降低。 在高濃度p型半導(dǎo)體基板30中，耗盡層擴展受到抑制。從而，即使耗 盡層端DLc到達該高濃度p型半導(dǎo)體基板30,垂直方向的電場也會急 劇降低。因此，該垂直方向電場如圖7中所示，成為梯形形狀。在該p 型半導(dǎo)體基板IO與n型漂移層3之間的結(jié)界面跟p型半導(dǎo)體基板IO與 '高濃度p型半導(dǎo)體基板30之間的結(jié)界面之間所施加的電位差比實施方 式l小，并且，因p+基板30的低電阻性，p型半導(dǎo)體基板30的電壓降 小。因此，與先前的實施方式1中的情形同樣地，可保持半導(dǎo)體10和30中的耐壓。
另夕卜，由于設(shè)置高濃度的p型半導(dǎo)體基板30，并使之與背側(cè)電極14 相接，故能以低電阻形成與背側(cè)電極14的電連接。由此，在導(dǎo)通時和 關(guān)斷時，可使經(jīng)p型半導(dǎo)體基板10流到高濃度半導(dǎo)體基板30的垂直方 向空穴電流有效地流到背側(cè)電極14,可改善開關(guān)特性。
另外，耗盡層可被p型半導(dǎo)體基板30吸收，可使p型半導(dǎo)體基板 10的膜厚ta比先前的實施方式1中所示的膜厚t薄。由此，可使關(guān)斷損 耗進一步降低(參照圖4的虛線波形)。
高濃度p型半導(dǎo)體基板30是在以低濃度外延層所形成的p型半導(dǎo) 體基板10上從背面進行雜質(zhì)擴散而形成的。此時，與使p型半導(dǎo)體基 板10和高濃度p型半導(dǎo)體基板30兩者進行外延生長的情形相比，可降 低制造成本。另外，在通過雜質(zhì)擴散形成了 p型半導(dǎo)體基板30的情況 下，由于生成雜質(zhì)濃度分布，所以可延長p型半導(dǎo)體基板30中的電荷 載流子(空穴)的壽命。另外，(與外延生長膜相比)還由于雜質(zhì)擴散， 在基板IO與30之間的結(jié)中，雜質(zhì)濃度緩慢變化，故能可靠地阻止雪崩 擊穿，可進一步提高電流驅(qū)動的驅(qū)動力。由此，可改善元件特性的穩(wěn)定 性。
進而，通過將基板區(qū)形成為p型半導(dǎo)體基板10和高濃度p型半導(dǎo) 體基板30的2層結(jié)構(gòu)，得到以下的效果。即，通過調(diào)整p型半導(dǎo)體基 板30的膜厚tb，可將該半導(dǎo)體器件的基板厚度(ta+tb)設(shè)定為在一般 的IC中所利用的芯片的厚度。由此，可避免將形成半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)
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再有，在圖7中，垂直方向電場的虛線波形示出了將p型半導(dǎo)體基 板10的膜厚ta進一步減薄時的電場分布。
如上所述，按照本發(fā)明的實施方式2，由于將基板區(qū)形成為p型低 濃度基板10和高濃度基板30的2層結(jié)構(gòu)，所以可改善元件特性的穩(wěn)定 性，并且可進一步降低關(guān)斷損耗。
再有，在圖7所示的結(jié)構(gòu)中，n型漂移層與圖6所示的結(jié)構(gòu)相同， 可用擴散層形成，而且也可與實施方式1的其它變更例的結(jié)構(gòu)組合起來 使用。圖8是概略地表示本發(fā)明的實施方式3的半導(dǎo)體器件的剖面結(jié)構(gòu)的 圖。該圖8所示的半導(dǎo)體器件在以下方面其結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體器 件不同。即，在n型漂移層3表面上，在p型基極層5與n型緩沖層2 之間，設(shè)置高濃度p型區(qū)40和與該高濃度p型區(qū)(第6半導(dǎo)體區(qū))40 鄰接的低濃度p型區(qū)(第7半導(dǎo)體區(qū))42。與高濃度p型區(qū)40相接， 設(shè)置電極(第5電極)44。該電極44通常與發(fā)射極電極12短路。p型 雜質(zhì)區(qū)40形成得比p型基極層5淺。為了保證低濃度p型雜質(zhì)區(qū)42的 耐壓，設(shè)置高濃度p型雜質(zhì)區(qū)40。在圖8中，高濃度p型區(qū)40的端部以抵達柵電極13端部的方式形 成。然而，對該柵電極13的端部和高濃度p型區(qū)40的端部在平面上看 的排列并無特殊要求。陽極層55和陰極層50分別是將雜質(zhì)注入到n型漂移層表面而形成 的擴散層。n型漂移層3是在p型半導(dǎo)體基板表面上外延生長的單晶膜。該圖8所示的半導(dǎo)體器件的其它結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體器件的結(jié) 構(gòu)相同，對于對應(yīng)的部分標(biāo)以同一參照編號，而省略其詳細(xì)說明。另外， 半導(dǎo)體基板10的集電區(qū)1正下方的膜厚t對p型基極層5與n型緩沖層 2之間的距離Ls與先前的實施方式1和2同樣地，被設(shè)定為Ls 2丄s 的關(guān)系的膜厚。在該圖8所示的半導(dǎo)體器件中，在導(dǎo)通時，經(jīng)p型基極層5表面的 溝道形成區(qū)8上所形成的溝道而注入的電子電流，經(jīng)n型漂移層3流到 n型緩沖層2。相應(yīng)地，空穴電流從p型集電極層1流到n型漂移層3， 產(chǎn)生電導(dǎo)率調(diào)制，n型漂移層3的電阻值降低，流過大的電子電流。此 時，p型雜質(zhì)區(qū)40與背側(cè)電極14同樣地，吸收空穴電流的一部分，抑 制空穴電流大量流到發(fā)射極層4 ，進一步改善耐閂鎖性。另外，在關(guān)斷時，同樣地，雜質(zhì)區(qū)44與背側(cè)電極14一起吸收n型 漂移層3內(nèi)的空穴，進一步降低關(guān)斷損耗。在該圖8所示的半導(dǎo)體器件中，由于在關(guān)斷時，集電極層1相對于 n型漂移層3被正向偏置，所以耗盡層如圖的虛線所示那樣擴展。在該 耗盡時，低濃度雜質(zhì)區(qū)42完全耗盡(由于p型區(qū)42的雜質(zhì)濃度低)。 此時，在n型漂移層3中，結(jié)界面存在于n型漂移層3與p型雜質(zhì)區(qū)40 和42之間，以及n型漂移層3與p型半導(dǎo)體基板IO之間。該結(jié)構(gòu)一般 作為雙RESURF結(jié)構(gòu)為人們所知。漂移層3在耗盡時，通過耗盡層從2個結(jié)界面的擴展而被耗盡。因此，n型漂移層3的RESURF條件與如圖 2所示耗盡層從一側(cè)擴展(從基板結(jié)界面向上部方向擴展)的情形相比， 為2倍的2E12/cm2。因此，可增高n型漂移層3的雜質(zhì)濃度，可將電阻 值降低至l/2倍左右。在此時，p型半導(dǎo)體基板10的膜厚t (集電極層正下方的區(qū)域內(nèi)的 膜厚)跟p型基極層5與n型緩沖層2之間的距離Ls滿足上述那樣的條 件(Ls 2'Ls)。因此，也收到與實施方式1所示的半導(dǎo)體器件同樣的 效果。n型漂移層3的膜厚與p型區(qū)40和42的膜厚被設(shè)定為這樣的值 保證在漂移層上下的2個結(jié)界面擊穿以前，耗盡層從這2個結(jié)界面完全 擴展到n型漂移層3。[變更例1]圖9是概略地表示本發(fā)明的實施方式3的變更例1的半導(dǎo)體器件的 剖面結(jié)構(gòu)的圖。該圖9所示的半導(dǎo)體器件在以下方面其結(jié)構(gòu)與圖8所示 的半導(dǎo)體器件不同。即，在圖9所示的半導(dǎo)體器件中，在n型漂移層3 內(nèi)，在高濃度p型區(qū)40下部形成低濃度p型埋層46。未設(shè)置圖8所示 的低濃度p型區(qū)42。該圖9所示的半導(dǎo)體器件的其它結(jié)構(gòu)與圖8所示的 半導(dǎo)體器件相同，對于對應(yīng)的部分標(biāo)以同一參照編號，而省略其詳細(xì)說明。在該圖9所示的半導(dǎo)體器件中，在導(dǎo)通時， 一旦電子電流經(jīng)柵正下 方的溝道區(qū)流過，則空穴電流從高濃度p型區(qū)40流過，在該p型基極 層5與高濃度p型區(qū)40之間生成電導(dǎo)率調(diào)制，電子電流增大。接著， 該p型區(qū)40中的結(jié)界面被正向偏置，電子電流從n型發(fā)射極層4經(jīng)p 型區(qū)40到達n型緩沖層3。相應(yīng)地，空穴從p型集電極層1流入n型漂 移層3， n型漂移層3的電導(dǎo)率調(diào)制遍及整體，電阻值降低，流過大的 電子電流。作為該電子電流的流動路徑，在p型埋層46的上下形成。在關(guān)斷時，n型漂移層3內(nèi)的空穴被p型區(qū)40吸收，與圖8所示的 結(jié)構(gòu)同樣地，空穴電流被高速截斷，可降低關(guān)斷損耗。在關(guān)斷狀態(tài)下，在圖9中耗盡層如用虛線所示那樣擴展，n型漂移 層3完全耗盡，并且低濃度p型區(qū)46完全耗盡。在n型漂移層3中， pn結(jié)界面在與p型半導(dǎo)體基板IO之間，以及在p型埋層的上下形成。 從而，在n型漂移層3中，除了從p型埋層46的上下的結(jié)界面擴展的耗盡層所進行的耗盡外，耗盡還由來自與半導(dǎo)體基板10之間的結(jié)界面 的耗盡層進行。因此，在采用p型掩埋區(qū)46的情況下，生成n型漂移層的垂直方 向電場的結(jié)界面存在3個，RESURF條件為3倍，達3E12/cm2。相應(yīng)地， 可提高n型漂移層3的雜質(zhì)濃度，可將該電阻值降低至1/3左右，可流過更多的導(dǎo)通電流。在該圖9所示的結(jié)構(gòu)中，p型半導(dǎo)體基板10的膜厚t跟p型基極層 5與n型緩沖層2之間的距離Ls的關(guān)系與先前的實施方式1至3同樣地， 被設(shè)定為Ls 2七s的膜厚。這樣，除了實施方式l夕卜，可增大導(dǎo)通電流， 并且可進一步降低關(guān)斷損耗。再有，在該圖8和圖9所示的半導(dǎo)體器件中，如圖7所示，在p型 半導(dǎo)體基板10下部，還可設(shè)置高濃度p型區(qū)(最好是擴散區(qū))。此時， 可一并得到實施方式2的效果。再有，高濃度p型區(qū)40是為了對低濃度p型區(qū)42、 46進行偏置而 設(shè)置的，在圖l所示的平面布局中，以包圍漂移層2的方式在p型基極 層5與n型緩沖層2之間形成為環(huán)狀亦可，或者形成為島狀亦可。p型 區(qū)42、 46以環(huán)狀與高濃度p型區(qū)40相接來形成。p型掩埋區(qū)46的形成通?？山柚谂c在雙極晶體管等中所用的掩 埋集電極電極同樣的制造工序?qū)崿F(xiàn)。再有，在上述的圖8和圖9中，示出了雙RESURF結(jié)構(gòu)和三RESURF 結(jié)構(gòu)。然而，即使是比其更多的結(jié)在漂移層內(nèi)形成的多RESURF結(jié)構(gòu)的 半導(dǎo)體器件，也可得到同樣的效果。如上所述，按照本發(fā)明的實施方式3，在多RESURF結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體 器件中，使基板膜厚最優(yōu)化，可保證耐壓特性，并且可供給大的導(dǎo)通電 流。[實施方式4]圖10是概略地表示本發(fā)明的實施方式4的半導(dǎo)體器件的平面布局 的圖。在圖10中，示出了雜質(zhì)擴散區(qū)的平面布局，而電極和下部的基 板則未示出。在圖10中，半導(dǎo)體器件包含在中央部所形成的n型陰極層(第1 半導(dǎo)體區(qū))50;以包圍該n型陰極層50的方式所形成的n型漂移層(第 3半導(dǎo)體區(qū))53;以及以包圍n型陰極層50和n型漂移層53的方式所形成的p型陽極層(第2半導(dǎo)體區(qū))55。該圖IO所示的半導(dǎo)體器件是橫型PN二極管，通常在橫型IGBT等 中用作續(xù)流二極管。如后面將要說明的那樣，n型漂移層53延伸至n型陰極層50和p 型陽極層55底部而形成。在該橫型二極管的平面布局中，不是圓形形 狀，也可形成為跑道形狀。圖ll是概略地表示圖lO所示的沿著線Fll-Fll的剖面結(jié)構(gòu)的圖。 在圖11中，n型陰極層50和p型陽極層55在n型漂移層53表面上留 有間隙而形成。在該n型漂移層53下部設(shè)置p型半導(dǎo)體基板60。該p 型半導(dǎo)體基板60的主面與n型漂移層53相接，在這些基板60與漂移 層53之間形成pn結(jié)。在n型陰極層50上，以與n型陰極層50的表面電連接的方式形成 陰極電極61。與p型陽極層55的表面相接，形成陽極電極62。在p型 半導(dǎo)體基板60的背面(第2主面)，以與基板背面相接的方式形成背 側(cè)電極64。通常，背側(cè)電極64與陽極電極62短路。p型半導(dǎo)體基板60 的膜厚t對該p型陽極層55與n型陰極層50之間的沿著漂移層53的表 面的距離Ls，被設(shè)定為滿足以下的關(guān)系。Ls^t^2-Ls在該圖11所示的半導(dǎo)體器件中，還利用RESURF技術(shù)實現(xiàn)高耐壓。 在關(guān)斷時，陰極層50被正向偏置。在該狀態(tài)下，對各pn結(jié)施加反向電 壓，耗盡層在漂移層53內(nèi)擴展。在導(dǎo)通時，陰極電極61被反向偏置。 此時，空穴從背側(cè)電極64經(jīng)p型陽極層55和p型半導(dǎo)體基板60被注 入到n型漂移層53。 n型陰極層50的pn結(jié)被正向偏置而導(dǎo)通，空穴電 流流到陰極電極61。由于p型半導(dǎo)體基板60的雜質(zhì)濃度低，其電阻值 較高，所以與橫型IGBT的導(dǎo)通電流的流動同樣地，電流的大部分在陽 極電極62與陰極電極61之間流動。圖12是表示圖11所示的半導(dǎo)體器件(橫型二極管)的基板60的 膜厚t與導(dǎo)通電流的關(guān)系的圖。以下，參照圖12,考察圖ll所示的半 導(dǎo)體器件(橫型二極管)的導(dǎo)通電流與基板膜厚的關(guān)系。在導(dǎo)通時，如上所述，陰極電極61-波負(fù)(negatively)偏置。相應(yīng) 地，電子電流從n型陰極層50流向p型陽極層55。 p型陽極層55的電 子勢壘降低，該p型陽極層55與n型漂移層"之間的結(jié)被正向偏置，空穴從p型陽極層55被注入到n型漂移層53。此時，n型漂移層53與 p型半導(dǎo)體基板60之間的結(jié)被正向偏置，空穴電流從p型半導(dǎo)體基板60 被注入到n型漂移層53。通過空穴向該n型漂移層53的注入，由n型 漂移層53產(chǎn)生電導(dǎo)率調(diào)制，n型漂移層53的電阻降低，大的電流從p 型陽極層55向n型陰極層50流動。另外，借助于二極管工作，空穴從p型半導(dǎo)體基板60被注入到n 型漂移層53。從陰極電極61向背側(cè)電極64流動的二極管工作的電流分 量(電子和空穴電流分量)分布在p型半導(dǎo)體基板60與n型漂移層53 之間的整個結(jié)上。因此，該垂直方向的導(dǎo)通電流比橫型IGBT中的由垂 直方向的雙極晶體管工作生成的導(dǎo)通電流大。如p型半導(dǎo)體基板60的 膜厚t增厚，則電導(dǎo)率調(diào)制的影響范圍在該p型半導(dǎo)體基板60的厚度方 向(垂直方向)擴展。然而，對背側(cè)電極64的二極管工作的電流分量 伴隨膜厚t的增加而降低的程度比橫型IGBT大(由于并非雙極工作)， 其導(dǎo)通電流的減少隨著膜厚增加而如圖12所示那樣增大。另一方面，在p型半導(dǎo)體基板60薄的情況下，p型半導(dǎo)體基板60 的電阻值減小，流到背側(cè)電極64的電子電流分量過度增大，因空穴向 該n型漂移層53的注入所產(chǎn)生的電導(dǎo)率調(diào)制受到妨害，導(dǎo)通電流急劇 下降。圖13是表示本發(fā)明的實施方式4的橫型二極管關(guān)斷時的陰極電流 和陰極電壓波形的圖。圖13示出了在將電阻與陰極電極61串連連接， 使該陰極電壓以5jas的周期從-2V至+100V變化的情況下的模擬波形。 在圖13中，陰極電流的實線表示在p型半導(dǎo)體基板60的膜厚t大致為 4-Ls的情況下的陰極電流波形，虛線表示在該膜厚t為2'Ls的情況下的 陰極電流波形。無論膜厚t為Ls還是2'Ls,陰極電壓波形均大致相同。如圖13所示，在橫型二極管關(guān)斷時，陰極電壓的電壓電平上升(設(shè) 定為正偏置狀態(tài))。此時，反向電流流過，陰極電流增大。在反向恢復(fù) 過程中，空穴從n型陰極層50返回到陽極電極62和背側(cè)電極64。即， 反向恢復(fù)過程中的反向電流是蓄積于n型漂移層53的空穴流到p型陽 極層55和背側(cè)電極64的空穴電流。在橫型IGBT中，關(guān)斷后空穴從集 電極電極的注入受到n型緩沖層抑制。在橫型二極管中，由于該n型緩 沖層不存在，所以與由該緩沖層造成的空穴注入不存在(=0)的狀態(tài)相 對應(yīng)。因此，對于本實施方式4中的半導(dǎo)體器件(橫型二極管)而言，也可得到與實施方式1的橫型IGBT同樣的改善效果。即，在膜厚t為2'Ls 的情況下，以高速發(fā)射空穴，陰極電流被急劇截斷。另一方面，在膜厚 t為4'Ls的情況下，基板60內(nèi)的空穴的發(fā)射速度慢，陰極電流緩慢下降。 從圖13可知，關(guān)斷時的陰極電流直至被截斷所需的時間，即反向恢復(fù) 時間可通過減小膜厚t而被縮短。即，可大幅度降低反向恢復(fù)過程中的 損耗。另外，在膜厚t為Ls 2'Ls的條件的情況下，如圖12所示，包含 導(dǎo)通電流為最大的區(qū)域，從而可驅(qū)動導(dǎo)通時的大電流。由此，可實現(xiàn)關(guān) 斷時的損耗小且耐壓特性優(yōu)良的能驅(qū)動大電流的橫型二極管。在該圖11所示的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)中，在p型半導(dǎo)體基板60與背 側(cè)電極64之間，也可與實施方式2同樣地設(shè)置高濃度p型半導(dǎo)體基板。 此時，由于p型基板60經(jīng)低電阻的基板(擴散層)與背側(cè)電極64電耦 合，所以在橫型二極管中，可進一步降低關(guān)斷時的損耗，可得到與實施 方式2同樣的效果。再有，在圖11中，示出了各耗盡層中的表面電場分布和垂直電場 分布，但該電場分布與先前的實施方式1中所示的電場分布相同，依據(jù) 同樣的考察，可求得p型半導(dǎo)體基板60的膜厚t與距離Ls的關(guān)系。另外，在該二極管中，各區(qū)的導(dǎo)電類型也可被設(shè)定為相反。[實施方式5]圖14是概略地表示本發(fā)明的實施方式5的半導(dǎo)體器件的剖面結(jié)構(gòu) 的圖。該圖14所示的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)在以下方面其結(jié)構(gòu)與圖11所示 的半導(dǎo)體器件不同。即，在n型漂移層53表面上，與p型陽極層55相 接，形成低濃度p型區(qū)66。該圖14所示的半導(dǎo)體器件的其它結(jié)構(gòu)與圖 11所示的半導(dǎo)體器件相同，對于對應(yīng)的部分標(biāo)以同一參照編號，而省略 其詳細(xì)i兌明。在該圖14所示的半導(dǎo)體器件中，與圖8所示的實施方式3的半導(dǎo) 體器件同樣地，是雙RESURF結(jié)構(gòu)。在n型漂移層53中，在關(guān)斷時， 耗盡層從上下的pn結(jié)界面擴展。因此，與圖8所示的半導(dǎo)體器件同樣 地，可增高n型漂移層53的在RESURF條件下的雜質(zhì)濃度(2'E12/cm2 )， 可使該n型漂移層53低電阻化。由此，與圖11所示的半導(dǎo)體器件(橫 型二極管)相比，可增大正向偏置工作時的導(dǎo)通電流。再有，在該圖14所示的半導(dǎo)體器件中，在背側(cè)電極64與p型半導(dǎo) 體基板60之間，也可設(shè)置高濃度p型半導(dǎo)體基板(擴散層)，p型半導(dǎo) 體基板60也可經(jīng)低電阻的基板(半導(dǎo)體層擴散層)與背側(cè)電極電耦 合。可進一步降低關(guān)斷損耗。[變更例1]圖15是概略地表示本發(fā)明的實施方式5的半導(dǎo)體器件的變更例1 的剖面結(jié)構(gòu)的圖。在該圖15所示的半導(dǎo)體器件中，在圖ll所示的半導(dǎo) 體器件的結(jié)構(gòu)中，在n型漂移層53內(nèi)部，進而與p型陽極層55相接， 形成低濃度p型埋層68。該圖15所示的半導(dǎo)體器件的其它結(jié)構(gòu)與圖11所示的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)相同，對于對應(yīng)的部分標(biāo)以同一參照編號，而 省略其詳細(xì)說明。該圖15所示的半導(dǎo)體器件中的低濃度p型埋層68的作用效果與圖 9所示的半導(dǎo)體器件的低濃度p型埋層46的作用效果相同。因此，在該 圖15所示的半導(dǎo)體器件的情況下，在關(guān)斷時，在11型漂移層53中，除 了來自與p型半導(dǎo)體基板60之間的結(jié)界面的耗盡層外，耗盡層還從p 型埋層68與n型漂移層53之間的上下結(jié)擴展。由此，可進一步提高n 型漂移層53的雜質(zhì)濃度(3E12/cm2),可進一步降低n型漂移層53的 電阻值。相應(yīng)地，可進一步增大在正向偏置工作時流過半導(dǎo)體器件的電 流(導(dǎo)通電流)。另外，在該圖15所示的半導(dǎo)體器件中，在p型半導(dǎo)體基板60與背 側(cè)電極64之間，也可設(shè)置高濃度p型半導(dǎo)體基板(擴散層)。再有，在圖14和圖15中分別示出的p型層"和M以沿著p型陽 極層55、包圍陰極層50的方式形成。再有，在實施方式1至5中，在各導(dǎo)電類型相反的情況下，通過滿 足該基板區(qū)的膜厚條件，可得到同樣的效果。一般來說，通過將本發(fā)明應(yīng)用于橫型的IGBT或橫型二極管，可實 現(xiàn)在維持耐壓的同時能降低關(guān)斷損耗并且驅(qū)動大電流的高耐壓半導(dǎo)體 器件。該半導(dǎo)體器件也可用于智能功率模塊，或者也可單獨使用。盡管已詳細(xì)地說明并揭示了本發(fā)明，但應(yīng)清楚地理解，這僅僅是例 示，而非限定性的，發(fā)明的宗旨和范圍僅由所附權(quán)利要求的范圍限定。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括第1導(dǎo)電類型的第1半導(dǎo)體基板；第1導(dǎo)電類型的第1半導(dǎo)體區(qū)，在上述第1半導(dǎo)體基板的第1主面上側(cè)形成；第1導(dǎo)電類型的第2半導(dǎo)體區(qū)，在上述第1半導(dǎo)體基板的第1主面上側(cè)并遠(yuǎn)離上述第1半導(dǎo)體區(qū)形成；第2導(dǎo)電類型的第3半導(dǎo)體區(qū)，在上述第1半導(dǎo)體基板的第1主面?zhèn)戎辽僭谏鲜龅?半導(dǎo)體區(qū)與上述第2半導(dǎo)體區(qū)之間的區(qū)域形成；第2導(dǎo)電類型的第4半導(dǎo)體區(qū)，在上述第2半導(dǎo)體區(qū)的表面上在上述第2半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)形成；第2導(dǎo)電類型的第5半導(dǎo)體區(qū)，以與上述第1半導(dǎo)體基板相接，比上述第1、第2和第3半導(dǎo)體區(qū)深，并且包圍上述第2和第3半導(dǎo)體區(qū)的方式形成，而且以與上述第2半導(dǎo)體區(qū)的至少一部分相接，包圍上述第2半導(dǎo)體區(qū)的方式形成；第1電極，與上述第1半導(dǎo)體區(qū)電連接；第2電極，與上述第2和第4半導(dǎo)體區(qū)電連接；導(dǎo)電層，在上述第4半導(dǎo)體區(qū)與上述第5半導(dǎo)體區(qū)之間的上述第2半導(dǎo)體區(qū)上隔著絕緣膜形成；以及第4電極，與上述第1半導(dǎo)體基板電耦合，從上述第3半導(dǎo)體區(qū)正下方的上述第5半導(dǎo)體區(qū)與上述第1半導(dǎo)體基板之間的結(jié)界面至上述第1半導(dǎo)體基板的第2主面的距離t跟上述第2與第3半導(dǎo)體區(qū)之間的距離L滿足L≤t≤2·L的關(guān)系。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于， 還包括在上述第1半導(dǎo)體基板與上述第4電極之間形成的其電阻比上述第1半導(dǎo)體基板低的第2半導(dǎo)體基板。
3. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述第3半導(dǎo)體區(qū)以比上述第1半導(dǎo)體區(qū)深并且包圍上述第1半導(dǎo) 體區(qū)的方式形成。
4. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述第5半導(dǎo)體區(qū)以包圍上述第1至第3半導(dǎo)體區(qū)的方式形成。
5. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于， 還包括第1導(dǎo)電類型的第6半導(dǎo)體區(qū)，在上述第5半導(dǎo)體區(qū)的表面上在上 述第2與第3半導(dǎo)體區(qū)之間并遠(yuǎn)離上述第2和第3半導(dǎo)體區(qū)形成；以及 第5電極，與上述第6半導(dǎo)體區(qū)電連接。
6. 如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于， 還包括與上述第6半導(dǎo)體區(qū)相接在上述第2與第3半導(dǎo)體區(qū)之間形成的其電阻比上述第6半導(dǎo)體區(qū)高的第7半導(dǎo)體區(qū)。
7. —種半導(dǎo)體器件，其特征在于， 包括第1導(dǎo)電類型的第1半導(dǎo)體基板；第2導(dǎo)電類型的第1半導(dǎo)體區(qū)，在上述第1半導(dǎo)體基板的第1主面 上側(cè)形成；第1導(dǎo)電類型的第2半導(dǎo)體區(qū)，在上述第1半導(dǎo)體基板的第1主面 上側(cè)并遠(yuǎn)離上述第1半導(dǎo)體區(qū)形成；第2導(dǎo)電類型的第3半導(dǎo)體區(qū)，以與上述第1半導(dǎo)體基板相接，比上述第l半導(dǎo)體區(qū)深，并且包圍上述第1半導(dǎo)體區(qū)的方式形成，而且以 與上述第2半導(dǎo)體區(qū)的至少一部分相接，包圍上述第2半導(dǎo)體區(qū)的方式 形成；第1電極，與上述第1半導(dǎo)體區(qū)電連接； 第2電極，與上述第2半導(dǎo)體區(qū)電連接；以及 第3電極，經(jīng)上述第1半導(dǎo)體基板第2主面，與上述第l半導(dǎo)體基 4反電耦合，從上述第1半導(dǎo)體區(qū)正下方的上述第3半導(dǎo)體區(qū)與上述第1半導(dǎo)體 基板之間的結(jié)界面至上述第l半導(dǎo)體基板的第2主面的距離t跟上述第1 與第2半導(dǎo)體區(qū)之間的距離L滿足的關(guān)系。
8. 如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于， 還包括在上述第1半導(dǎo)體基板與上述第3電極之間形成的其電阻比上述第1半導(dǎo)體基板低的第2半導(dǎo)體基板(高濃度P型基板)。
9. 如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述第3半導(dǎo)體區(qū)以比上述第2半導(dǎo)體區(qū)深并且包圍上述第1半導(dǎo) 體區(qū)的方式形成。
10. 如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述第2半導(dǎo)體區(qū)以在平面布局中包圍上述第1半導(dǎo)體區(qū)的方式形成。
11. 如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于， 還包括在上述第3半導(dǎo)體區(qū)中在上述第1與第2半導(dǎo)體區(qū)之間與上述第2半導(dǎo)體區(qū)相接而配置的第4半導(dǎo)體區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，其中將在漂移層(3)表面上所形成的基極層(5)與n型緩沖層(2)之間的距離Ls跟與該漂移層(3)相接而形成的半導(dǎo)體基板(10)的膜厚t的關(guān)系設(shè)定為Ls≤t≤2·Ls。可降低高耐壓半導(dǎo)體器件在關(guān)斷時的損耗而不使耐壓特性降低。
文檔編號H01L29/739GK101236987SQ20071016793
公開日2008年8月6日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月29日
發(fā)明者寺島知秀 申請人:三菱電機株式會社